JPH08141761A - レーザー溶接方法 - Google Patents

レーザー溶接方法

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JPH08141761A
JPH08141761A JP6284897A JP28489794A JPH08141761A JP H08141761 A JPH08141761 A JP H08141761A JP 6284897 A JP6284897 A JP 6284897A JP 28489794 A JP28489794 A JP 28489794A JP H08141761 A JPH08141761 A JP H08141761A
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JP
Japan
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welded
welding
gap
laser welding
materials
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JP6284897A
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Isao Kita
功 喜多
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー溶接する被溶接材の重ね合わせ面の
間に所定の間隙を設けるための処理を簡易に実施するこ
とができるレーザー溶接方法を提供する。 【構成】 複数の被溶接材4,5を重ね合わせた溶接部
位の重ね合わせ面に溶接条件に適合する間隙の寸法に相
当する直径を有するビーズ状間隙材1を混入した溶剤を
塗布する。この溶剤を乾燥させると重ね合わせ面に間隙
材1が残るので,複数の被溶接材4,5の重ね合わせ面
の間は,間隙材1の直径に相当する間隙が形成されるこ
とになる。この状態でレーザー溶接を行うと,被溶接材
の重ね合わせ面にメッキ層等が形成されている場合に,
メッキ層等が蒸発した気体は間隙材1により形成された
間隙から放出されるので,気体発生による溶接不良等が
生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,レーザービームを複数
の被溶接材を重ね合わせた溶接部位に照射して溶接する
レーザー溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザービームを熱源として利用するレ
ーザー溶接は,レーザーの高い集光性によりエネルギー
密度の高い集中熱源として利用でき,材料に与える熱影
響が少なく,従って変形も少なく,精密な溶接が可能で
ある。レーザー溶接は,溶接により接合する複数の被溶
接材を接合位置で重ね合わせ,この重ね合わせた位置を
溶接部位として,該溶接部位にレーザービームを照射す
ることにより,レーザービーム照射部位の被溶接材が溶
融して溶接がなされる。このとき,重ね合わせ面の間の
隙間が大きいと,レーザービーム照射側の被溶接材の抜
け落ちが発生したり,アンダーフィルの現象が生じたり
して,溶接不能や溶接強度不足となる。そのため,接合
する重ね合わせ面の密着性を良くするため,溶接面に沿
って加圧した状態でレーザービーム照射することがなさ
れる。ところが,重ね合わせ面の密着性が良いと,被溶
接材の重ね合わせ面にメッキが施されている場合や,
油、水等が付着している場合に,メッキ材や油,水等が
気化した気体の逃げ場がないため,溶融金属を爆飛させ
たクレータが生じたり,噴出する気体により溶融金属が
不規則に乱され溶接損傷等が生じる結果,溶接不能や溶
接不良が発生する。又,溶融金属中に気体が気泡として
取り込まれた場合には溶接不良となる。上記被溶接材と
して代表的な鋼板の場合,亜鉛メッキ板が一般的に使用
されるが,亜鉛の溶融温度及び蒸発温度は鉄よりも極め
て低く,気体が発生して上記したような問題点が生じ
る。そこで,レーザー溶接では溶接部位から発生する気
体の逃げ場を設けるため,溶接部位に沿って気体放出用
の開放部が形成されるような形状に被溶接材を形成した
り,被溶接材の重ね合わせ面の間に適度な隙間を設ける
ことがなされる。図3〜図8は特公平6−73755号
公報に開示されたレーザー溶接方法を示すもので,亜鉛
等の低蒸発温度材料33で被覆された2枚の鋼板等の金
属板31,32を溶接部位34でレーザー溶接する各種
の態様が示されている。図3及び図4に示す構成では,
一方の金属板31に溶接部位34に沿って湾曲部35又
は36を形成し,この湾曲部35,36により溶接部位
34からの気体放出のための空隙37又は38が形成さ
れている。溶接部位34の他方側はグリップ39,40
で金属板31,32は圧着された状態で,レーザー溶接
機の出力ヘッド41からのレーザービームを溶接部位3
4に照射することにより,溶接部位34で金属板31,
32は溶接され,このとき重ね合わせ面に位置する金属
板32の低蒸発温度材料33から発生する気体は,上記
空隙37又は38から放出されるので,上記溶接不良の
発生が回避される。図5に示す従来構成では,溶接部位
34の一方の金属板31に,他方の金属板32と重ね合
わせたときに間隙となる凹部42が溶接部位34に沿っ
て形成されている。溶接時に発生する低蒸発温度材料3
3からの気体は,上記凹部42により形成された間隙か
ら放出されるので溶接不良の発生が回避される。図6に
示す構成では,上記構成における間隙を形成する凹部4
2に相当する複数の溝43が形成されている。作用,効
果は上記構成と同様である。図7に示す構成では,金属
板31と金属板32との重ね合わせの間にスペーサ44
が挟まれており,このスペーサ44により溶接部位34
に間隙45が形成され,ここから低蒸発温度材料から生
じる気体が放出される。図8に示す構成では,2枚の金
属板31,32をヘミング構造に重ね合わせた位置で溶
接する場合の態様が示されており,金属板31の先端部
にスペーサ44が配設されているため,溶接部位34に
間隙45,45が形成され,ここから低蒸発材料から生
じる気体が放出される。図9示す構成は,特開昭60−
210386号公報に開示されたレーザー溶接方法を実
施するための装置構成を示すもので,亜鉛メッキされた
2枚の鋼板47,48を溶接する重ね合わせ位置にスペ
ーサ49を配設して,出力ヘッド51からのレーザービ
ームによりレーザー溶接がなされるよう構成されてい
る。この構成では,主として溶接された溶融金属中に亜
鉛が蒸発した気体による気泡が生じることを防止するた
め,気体の逃げ場を上記スペーサ49の介在によって作
成している。図10に示すように気体の逃げ場のない密
着された状態では,気体の噴出により溶融金属が不規則
に乱れ,溶融金属中に混入した気体が溶融金属の固化と
共に気泡46として取り込まれる。図11に示すように
図9に示したスペーサ49により間隙50を設けると,
気体の逃げ場ができるので,気泡の発生のない正常な溶
接がなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成になるレ
ーザー溶接方法では,溶接部位に発生する気体の逃げ場
を設けるために,被溶接材に空隙間隔を加工したり,ス
ペーサを介在させたりすることがなされている。そのた
め,溶接のために被溶接材に凹部や曲げ等の加工が必要
となるため,本来必要でない加工形状が残ることや,加
工工数やコストの増加,多様な溶接部位の形状に対応で
きない等の問題点があった。又,間隙を設けるための凹
部等の精度を安定して維持することが難しい問題点があ
った。更に,スペーサを介在させるために,特別な装置
や加工の必要があり,溶接による溶融金属中にスペーサ
材料が混入して溶接強度に影響する問題点があった。本
発明は上記従来方法の問題点に鑑みて創案されたもの
で,その目的とするところは,レーザー溶接する被溶接
材の重ね合わせ面の間に所定の間隙を設けるための処理
を簡易に実施することができるレーザー溶接方法を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する方法は,複数の被溶接材を溶接条件
に適合する間隙を設けて重ね合わせた溶接部位にレーザ
ービームを照射して上記溶接部位で複数の被溶接材を溶
接するレーザー溶接方法において,上記間隙に相当する
直径のビーズ状間隙材を混入した溶剤を上記被溶接材の
重ね合わせ面に塗布し,上記溶剤を乾燥させた後,レー
ザー溶接を行うことを特徴とするレーザー溶接方法とし
て構成されている。
【0005】
【作用】本発明によれば,複数の被溶接材を重ね合わせ
る溶接部位の重ね合わせ面に溶接条件に適合する間隙の
寸法に相当する直径を有するビーズ状間隙材を混入した
溶剤を塗布する。この溶剤を乾燥させると重ね合わせ面
に間隙材が残るので,複数の被溶接材の重ね合わせ面の
間は,間隙材の直径に相当する間隙が形成されることに
なる。この状態でレーザー溶接を行うと,被溶接材の重
ね合わせ面にメッキ層等が形成されている場合に,メッ
キ層等が蒸発した気体は間隙材により形成された間隙か
ら放出されるので,気体発生による溶接不良等が生じな
い。上記間隙材は溶剤に混入された液体状のものである
ので,溶接部位への施工が極めて容易であり,溶剤を乾
燥させた後に残る間隙材が溶接部位に所定の間隙をつく
るスペーサとなる。このスペーサは従来方法のように特
別な装置や加工を必要とするものでなく,溶接全体に塗
布するだけの簡易な作業で施工することができる。間隙
材は溶接により溶融金属中に取り込まれるので,混入に
より悪影響を及ぼさない材料により作成することが望ま
しい。
【0006】
【実施例】以下,添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに,図1は
本発明の実施例に係るレーザー溶接方法の手順を示す説
明図,図2は実施例に係るレーザー溶接方法を実施する
溶接部位の断面図である。レーザー溶接では,先にも説
明したように被溶接部材の表面にメッキ層がある場合
に,そのメッキ層が溶接の加熱により蒸発し,その蒸発
気体の逃げ場がない場合に溶融金属を爆飛させたり,溶
接部位に気泡を発生させたりする溶接不良や溶接不可を
引き起こす。そのため,溶接のために重ね合わせる被溶
接材の間に気体の逃げ場となる間隙を適切な間隙寸法で
設ける必要がある。本実施例に係るレーザー溶接では,
上記間隙を設けるために,重ね合わせる被溶接材の間に
ビーズ状に形成された間隙材を配設する。このビーズ状
の間隙材の施工によるレーザー溶接方法は次のようにな
される。尚,本文中に添記する符号は,図1に示す手順
毎の番号と一致する。
【0007】図1において,まず,溶接する被溶接材の
材質,厚さ,レーザー出力等の溶接条件によって決定さ
れる被溶接材間の間隙寸法に相当する直径を有する間隙
材としてガラスビーズを選択して,この間隙材を溶剤に
混入した間隙材溶剤3を用意する。この間隙材溶剤3を
溶接により接合する一方の被溶接材4の溶接部位に塗布
又は滴下する(a)。次に,間隙材溶剤3が塗布された
被溶接材4の溶接部位の上に接合する他方の被溶接材5
の溶接部位を重ね合わせる(b)。間隙材溶剤3に混入
された間隙材1は,ビーズ状,即ち球形であるので,被
溶接材4,5の重ね合わせにより同一平面上に散在する
ようになる。間隙材溶剤3は自然乾燥又は強制乾燥によ
り溶剤が蒸発して,被溶接材4,5の間には間隙材1の
みが残り,被溶接材4,5の重ね合わせ面の間に所定の
間隙が形成される(c)。間隙材1により所定の間隙が
形成された溶接部位にレーザー溶接機の出力ヘッド2を
配して,レーザービーム照射することによりレーザー溶
接がなされる(d)。レーザー溶接するときの状態は,
図2に示すようなる。例えば,被溶接材4,5が亜鉛メ
ッキを施した鋼板である場合,図示するように各被溶接
材4,5の表面には,それぞれ亜鉛メッキ層6,7が存
在し,出力ヘッド2からのレーザービームにより加熱さ
れると,亜鉛メッキ層6,7は気化して気体を発生させ
る。この気体は間隙材1によって形成された間隙8から
外部に放出されるので,被溶接材4,5が溶融したとき
に気体が混入して爆飛させたり,気泡を発生させること
がない。上記間隙材1は,上記実施例ではガラスビーズ
を使用しているので,溶融により金属中に混入しても実
害は生じない。間隙材1の材質は,このような溶融によ
り混入したときに実害のない材質を用いることになる。
望ましくは被溶接材4,5と同質材を用いることである
が,錆の発生やビーズ状加工の精度等を考慮しなければ
ならない。
【0008】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば,複数
の被溶接材を重ね合わせる溶接部位の重ね合わせ面に溶
接条件に適合する間隙の寸法に相当する直径を有するビ
ーズ状間隙材を混入した溶剤を塗布する。この溶剤を乾
燥させると重ね合わせ面に間隙材が残るので,複数の被
溶接材の重ね合わせ面の間は,間隙材の直径に相当する
間隙が形成されることになる。この状態でレーザー溶接
を行うと,被溶接材の重ね合わせ面にメッキ層等が形成
されている場合に,メッキ層等が蒸発した気体は間隙材
により形成された間隙から放出されるので,気体発生に
よる溶接不良等が生じない。上記間隙材は溶剤に混入さ
れた液体状のものであるので,溶接部位への施工が極め
て容易であり,溶剤を乾燥させた後に残る間隙材が溶接
部位に所定の間隙をつくるスペーサとなる。このスペー
サは従来方法のように特別な装置や加工を必要とするも
のでなく,溶接全体に塗布するだけの簡易な作業で施工
することができる。間隙材は溶接により溶融金属中に取
り込まれるので,混入により悪影響を及ぼさない材料に
より作成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例に係るレーザー溶接方法の手順を示す
説明図。
【図2】 実施例に係るレーザー溶接の状態を示す模式
図。
【図3】 従来例に係るレーザー溶接の態様を示す断面
図。
【図4】 同上
【図5】 同上
【図6】 同上
【図7】 同上
【図8】 同上
【図9】 従来例に係るレーザー溶接方法の構成を示す
模式図。
【図10】 レーザー溶接により気泡が生じた状態を示
す断面図。
【図11】 レーザー溶接が正常になされた状態を示す
断面図。
【符号の説明】
1…間隙材 2…出力ヘッド 3…間隙材溶剤 4,5…被溶接材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の被溶接材を溶接条件に適合する間
    隙を設けて重ね合わせた溶接部位にレーザービームを照
    射して上記溶接部位で複数の被溶接材を溶接するレーザ
    ー溶接方法において,上記間隙に相当する直径のビーズ
    状間隙材を混入した溶剤を上記被溶接材の重ね合わせ面
    に塗布し,上記溶剤を乾燥させた後,レーザー溶接を行
    うことを特徴とするレーザー溶接方法。
JP6284897A 1994-11-18 1994-11-18 レーザー溶接方法 Pending JPH08141761A (ja)

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